მარტივი ქანქარა წინააღმდეგ რთული ქანქარა
ქანქარები არის ობიექტების ტიპი, რომელიც აჩვენებს პერიოდულ რხევად მოძრაობას. მარტივი ქანქარა არის ქანქარის ძირითადი ფორმა, რომელსაც ჩვენ უფრო კარგად ვიცნობთ, ხოლო რთული ქანქარა მარტივი ქანქარის გაფართოებული ფორმაა. ორივე ეს მოწყობილობა ძალიან მნიშვნელოვანია ისეთი სფეროების გაგებისთვის, როგორიცაა კლასიკური მექანიკა, ტალღები და ვიბრაციები და სხვა დაკავშირებული სფეროები ფიზიკაში. ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ, თუ რა არის მარტივი ქანქარა და რთული ქანქარა, მათი მოქმედება, მათემატიკური ფორმულები, რომლებიც აღწერს მარტივი ქანქარისა და რთული ქანქარის მოძრაობას, ამ ორის გამოყენებას, მსგავსებებს მარტივ ქანქარსა და კომპოზიციას შორის და საბოლოოდ განსხვავება უბრალო ქანქარსა და კომპოზიციურ ქანქარს შორის.
მარტივი ქანქარა
მარტივი ქანქარა შედგება ღეროს, სიმისგან და მასისგან. გამოთვლების სიმარტივისთვის, სტრიქონი ითვლება არაელასტიურად და აქვს ნულოვანი მასა, ხოლო ჰაერის სიბლანტე მასაზე უმნიშვნელოა. სიმს ატრიალებენ და მასას ძაფზე აკიდებენ ისე, რომ თავისუფლად რხევა. ერთადერთი ძალები, რომლებიც მოქმედებენ მასაზე, არის გრავიტაციული ძალა და სიმის დაძაბულობა. უბრალო ქანქარის მოძრაობა ძალიან მცირე კუთხისთვის არის მარტივი ჰარმონიული რხევების სახით. მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა განისაზღვრება, როგორც მოძრაობა, რომელსაც აქვს a=– (ω^2) x ფორმა, სადაც "a" არის აჩქარება და "x" არის გადაადგილება წონასწორობის წერტილიდან. ტერმინი ω არის მუდმივი. მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა მოითხოვს აღდგენის ძალას. ამ შემთხვევაში აღმდგენი ძალა არის გრავიტაციის კონსერვატიული ძალის ველი. სისტემის მთლიანი მექანიკური ენერგია შენარჩუნებულია. რხევის პერიოდი მოცემულია იმით, სადაც l არის სიმის სიგრძე და g არის გრავიტაციული აჩქარება.თუ არსებობს სიბლანტე ან რაიმე სხვა დამამუხტველი ძალა, სისტემა იდენტიფიცირებულია, როგორც დაბერებული რხევა.
კომპლექტური ქანქარა
რთული ქანქარა, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ფიზიკური ქანქარა, არის მარტივი ქანქარის გაგრძელება. ფიზიკური გულსაკიდი არის ნებისმიერი ხისტი სხეული, რომელიც ტრიალდება ისე, რომ მას შეუძლია თავისუფლად რხევა. ნაერთ ქანქარს აქვს წერტილი, რომელსაც ეწოდება რხევის ცენტრი. ეს მოთავსებულია ღერძიდან L მანძილზე, სადაც L მოცემულია L=I/mR-ით; აქ m არის ქანქარის მასა, I არის ინერციის მომენტი ღერძზე და R არის მანძილი მასის ცენტრამდე ღერძიდან. ფიზიკური ქანქარის რხევის პერიოდი მოცემულია T=L-ით, რომელიც ცნობილია როგორც გირაციის სიგრძე.
რა განსხვავებაა მარტივ და შედგენილ ქანქარებს შორის?
• უბრალო ქანქარის პერიოდი და, შესაბამისად, სიხშირე დამოკიდებულია მხოლოდ სიმის სიგრძეზე და გრავიტაციულ აჩქარებაზე. ნაერთი ქანქარის პერიოდი და სიხშირე დამოკიდებულია ბრუნვის სიგრძეზე, ინერციის მომენტზე და ქანქარის მასაზე, აგრეთვე გრავიტაციულ აჩქარებაზე.
• ფიზიკური ქანქარა არის მარტივი ქანქარის რეალური სცენარი.
